CC BY
50
DOI: 10.24411/0235-2451-2018-10712 УДК 612.015.31:636.32/.38
ОСОБЕННОСТИ МИНЕРАЛЬНОГО ОБМЕНА У ГИБРИДНЫХ ОВЕЦ РОМАНОВСКОЙ ПОРОДЫ С АРХАРОМ (OVIS AMMON)*
Н. В. БОГОЛЮБОВА, кандидат биологических наук, руководитель отдела (e-mail: [email protected]) В. А. БАГИРОВ, доктор биологических наук, член-корреспондент РАН, руководитель лаборатории
Н. А. ЗИНОВЬЕВА, доктор биологических наук, академик РАН, директор
Федеральный научный центр животноводства -ВИЖимени академика Л. К. Эрнста, пос. Дубровицы, 60, Подольский р-н, Московская обл., 142132, Российская Федерация
Резюме. Выполнено исследование по сравнению особенностей пищеварения романовских овец (Ovis aries) и межвидовых гибридов романовских овец и архара (Ovis ammon) при различном уровне кальция и фосфора в рационе. Ярки 8...9 месяцев с живой массой 30±2 кг были прооперированы с наложением фистул рубца по Басову и распределены по генотипу на 2 группы: I - гибридные ярки F3 с 87,5 % крови романовской породы овец и 12,5 % крови архара (n=3), II -чистопородные романовские ярки (n=3). Группы I-А и II-А получали рацион сено-концентратного типа с содержанием кальция и фосфора в количестве 4,0 и 2,8 г на 1 кг сухого вещества соответственно. Группы I-В и II-В получали тот же тип рациона с добавкой дефторированного фосфата с содержанием кальция и фосфора в количестве 5,1 и 3,3 г на 1 кг сухого вещества соответственно. У животных группы I-В было выше потребление сырого жира (на 9,4 г, или 36,0 %, р < 0,05) и БЭВ (на 60,8 г, или 12,7 %, р < 0,05), а также повысилась масса микроорганизмов в рубце (на 267г/100 мл, или 31,5 %, р < 0,05), по сравнению с группой I-A. Рацион B способствовал усилению образования ЛЖК в рубцовой жидкости гибридных ярок на 3,4.14,5 % (на 0,30.1,33 Ммоль/100 мл), чистопородных романовских - на 4,1.5,8 % (на 0,34.0,50 Ммоль/100 мл), увеличению амилолитиче-ской активности рубцовой микрофлоры на 8,5 % (на 1,28 Е/мл) и 5,7 % (на 0,77 Е/мл) соответственно. Разница по использованию кальция и фосфора между группами I-А и
I-В составила соответственно 22 и 17 % в пользу I-А, между
II-А и II-В - 22 и 18 % соответственно, в пользу II-А. Ключевые слова: жвачные, гибридные животные, минеральный обмен, ферментативные процессы, переваримость, романовские овцы (Ovis aries), межвидовые гибриды романовских овец и архара (Ovis ammon).
Для цитирования: Боголюбова Н. В., Багиров В. А., Зиновьева Н. А. Особенности минерального обмена у гибридных овец романовской породы с архаром (Ovis ammon) // Достижения науки и техники АПК. 2018. Т. 32. № 7. С. 52-55. DOI: 10.24411/0235-2451-2018-10712.
Постоянно растущие потребности населения нашей страны в продуктах питания могут быть удовлетворены лишь при развитии сельского хозяйства, в том числе животноводства. Важную роль в создании новых селекционных форм животных, сочетающих желательные продуктивные качества и хорошо приспособленных к сложным условиям среды, от которых можно получать высококачественную продукцию, играет отдаленная гибридизация [1, 2]. Известно, что различия в происхождении накладывают отпечаток на потребность в питательных веществах, направленность физиологических и биохимических процессов [3, 4, 5]. Изучение особенностей пищеварительных и
обменных процессов в организме вновь полученных селекционных форм животных служит основой для составления программ их кормления в соответствии с физиологическими потребностями.
В полноценном кормлении как жвачных, так и моногастричных животных важная роль принадлежит минеральным элементам, поскольку органические вещества корма наиболее полно используются в организме только при наличии минеральной части. Их отсутствие, недостаток или неправильное соотношение в кормах часто приводят к снижению эффективности всего рациона. Минеральные элементы входят как структурный материал в состав тела и жизненно важных соединений, создают необходимые условия для нормального функционирования ферментов, гормонов, витаминов, поддерживают кислотно-щелочное равновесие и осмотическое давление на нужном для организма уровне. С ростом продуктивности животных повышается напряженность обменных процессов и значительно возрастаюттребования к обеспечению минеральными компонентами.
Наиболее биологически значимые минеральные элементы в питании животных - кальций и фосфор. Так, ионы кальция повышают защитные функции организма, понижая мембранную проницаемость для вредных веществ и усиливая фагоцитарную активность лейкоцитов. В сочетании с витамином D кальций способствует активации в рубце целлю-лозолитических бактерий и сокращению времени расщепления клетчатки. Соединения, содержащие фосфор, активируют ферментативные процессы, выполняя роль простетической группы ферментов (казеиноген, фосфорилаза, вителлин и др.), используются для образования макроэргических соединений (АТФ и др.) [6].
Фосфору отводится особая роль в пищеварении жвачных животных, в преджелудках которых переваривается от 54 до 75 % питательных веществ. Накоплено много убедительных данных, показывающих, что для переваривания и усвоения животными питательных веществ корма требуется фосфор. Эта потребность обусловлена образованием фосфорили-рованных продуктов обмена и нуждами микрофлоры рубца для переваривания клетчатки и использования азотистых веществ [7]. Зарубежные и отечественные исследователи указывают на зависимость прироста и других показателей от количества фосфора в рационах жвачных животных [8].
Результаты проведенных в 2015-2016 гг. на базе ФГБНУ ФНЦ ВИЖ им. Л. К. Эрнста физиологических, биохимических и микробиологических исследований свидетельствуют о более интенсивном протекании пищеварительных и обменных процессов в организме межвидовых гибридов романовской породы овец (Ovis aries) и архара (Ovis ammon). В их рубце повышено содержание целлюлозолитических микроорганизмов, лучше переваривается клетчатка,
* Исследования проведены при финансовой поддержке Российского Научного Фонда по проекту 14-36-00039.
Таблица 1. Схема физиологических исследований
Показатель Период опыта
1-й 1 2-й
Тип рациона А В
Содержание кальция, г/кг сухого
вещества 4,0 5,1
Содержание фосфора, г/кг сухого 2,8 3,3
вещества
Соотношение Са : Р 1,4 : 1 1,5 : 1
более интенсивно протекают белковый, липидный и углеводный обмены [9, 10]. Учитывая важную роль кальция и фосфора во многих физиологических процессах организма, в частности в переваривании клетчатки, интерес представляет изучение норм ввода минеральных веществ в рационы гибридных животных.
Цель работы - сравнение особенностей пищеварения романовских овец (Ovisaries) и межвидовых гибридов романовских овец и архара (Ovis ammon) при различном уровне кальция и фосфора в рационе.
Условия, материалы и методы. Исследования проводили на базе физиологического двора ФГБНУ ФНЦ ВИЖ им. Л. К. Эрнста в 2017 г. Шесть ярок в возрасте 8...9 месяцев с живой массой 30±2 кг были прооперированы с наложением фистул рубца по Басову и распределены по генотипу на 2 группы: I - гибридные ярки F3 с 87,5 % крови романовской породы овец и 12,5 % крови архара (n=3), II - чистопородные романовские ярки (n=3). Эксперимент
Таблица 2. Состав рационов овец и фактическое
и использованию кальция и фосфора.
В основном рационе определяли содержание сухого вещества и влаги - по ГОСТ Р 54951; ГОСТ 31640; сырого протеина - по ГОСТ 32044.1; сырой клетчатки - по ГОСТ 31575; сырой золы - по ГОСТ 26226; кальция - по ГОСТ 26570; фосфора - по ГОСТ 26657; ЭКЕ, БЭВ и переваримого протеина - расчетным путем. Для изучения показателей рубцовой ферментации и состава микрофлоры рубца в динамике отбирали пробы рубцового содержимого за 1 ч до утреннего кормления и спустя 3 ч. В содержимом рубца определяли рН прибором Аквилон-410; общее количество летучих жирных кислот - методом паровой дистилляции в аппарате Маркгама; аммиачный азот - микродиффузным методом по Конвею; ами-лолитическую активность - фотометрическим методом; количество биомассы простейших и бактерий в рубцовом содержимом - методом дифференцированного центрифугирования [12].
Статистическую обработку осуществляли, используя программное обеспечение MS Excel [13]. Рассчитывали среднее значения (M) и его ошибку (m). Уровень значимости различий между группами (p) определяли с использованием t-критерия Стьюдента.
Результаты и обсуждение. Учет заданных кормов и их остатков показал, что различия в составе рационов влияют на потребление кормов и также потребление отдельных питательных веществ овцами (табл. 2).
потребление питательных веществ
Корм Группа
I-А | II-А | I-В | II-В
Сено злаково-бобовое, кг 1,2 1,2 1,2 1,2
Комбикорм, кг 0,30 0,30 0,30 0,30
Поваренная соль, г 5 5 5 5
ДФФ, г - - 5 5
В рационе содержится (по фактически потребленным кормам)
Количе- % Количе- % Количе- % Количе- %
ство ство ство ство
Обменной энергии, МДж 8,9 7,9 10,1 8,6
Сухого вещества, г 859,5 100 777,4 100 951,8 100 854,4 100
Органического вещества, г 795,2 92,5 717,9 92,3 880,3 92,5 789,1 92,3
Сырого протеина, г 116,6 13,6 120,9 15,5 121,2 12,7 113,2 13,2
Переваримый протеин, г 77,2 77,5 84,1 74,1
Сырого жира, г 26,2 3,00 26,8 3,5 35,6 3,8 29,2 3,4
Сырой клетчатки, г 174,4 20,3 144,0 18,5 184,7 19,4 143,7 16,8
БЭВ, г 478 55,6 426,2 54,8 538,8 56,6 503,0 58,9
Сырой золы, г 64,3 7,5 59,5 7,7 71,5 7,5 65,3 7,7
проводили методом групп-периодов по следующей схеме (табл. 1).
В первый период опыта животные получали основной рацион, состоящий из сена злаково-бобового, концентратов для овец, поваренной соли, с содержанием кальция и фосфора в количестве 4,0 г Са и 2,8 г Р на 1 кг сухого вещества рациона (рацион А). Во второй период содержание кальция и фосфора в рационе было увеличено до 5,1 г Са и 3,3 г Р в 1 кг сухого вещества рациона (рацион В) путем добавки дефторированного фосфата (ДФФ). При этом отношение Са : Р было приблизительно на одном уровне: 1,4 : 1,0 и 1,5 : 1,0 соответственно. Каждый период физиологических исследований включал уравнительный (14 дней), предварительный (21 день) и учетный этапы (7 дней) [11]. Во время учетного этапа выполняли балансовый опыт по изучению переваримости
Подопытные животные всех групп поедали меньше кормов, чем задано в рационах, из-за снижения потребления сена. Энергетическая питательность рационов была рассчитана на основании коэффициентов переваримости, полученных в балансовых опытах. При скармливании обеих типов рациона величина этого показателя была выше у гибридных ярок. При повышении содержания в рационе кальция и фосфора (рацион В) у гибридных ярок отмечали увеличение потребления сухого вещества и отдельных питательных веществ, по сравнению с рационом А. Так, они достоверно больше потребляли сырого жира на 36 %, или на 9,4 г (р < 0,05) и БЭВ - на 12,7 %, или на 60,8 г (р < 0,05).
При скармливании яркам рациона В содержание микробиальной массы в рубце было более высоким, чем при потреблении рациона А, как у гибридных,
Таблица 3. Содержание микробиальной массы в рубцовом содержимом овец (M ± m), мг/100 мл
Группа До кормления После кормления
бактерии I простейшие всего бактерии I простейшие | всего
I-А 385±73 432±31 817±50 413±38 435±33 848±38
II-A 301±64 258±51 559±146* 370±4,0 373±69 743±66
I-В 564±64 426±23 990±86 692±66 422±27 1115±43**
II-B 504±68 324±88 828±151 584±149 343±48 927±162
*р < 0,05 - уровень значимости различий между группами с разными генотипами при одинаковом типе рациона (I-A и II-A; I-B и II-B);
**р < 0,05 - уровень значимости различий между группами с одинаковыми генотипами при различных типах рациона (I-A и I-B; II-A и II-B)
так и у чистопородных романовских животных. При этом в группе гибридных ярок общее количество массы микроорганизмов существенно повысилось на 31,5 %, или на 267 г/100 мл (р < 0,05). По всей видимости, среда для их роста была наиболее благоприятной при скармливании рациона В. Отмечали и различия, связанные с происхождением животных. Так, до кормления общее содержание микроорганизмов в группе 11-А у чистопородных романовских ярок было ниже на 31 %, или на 258 г/100 мл, чем у гибридных (р < 0,05). В группе В наблюдали ту же тенденцию (-162 г/100 мл), но различия были не существенны (табл. 3).
Усиление микробных процессов нашло отражение в интенсивности образования метаболитов распада питательных веществ в преджелудках подопытных животных (табл. 4). У гибридных ярок, независимо от типа рациона и времени взятия проб, концентрация летучих жирных кислот была выше, чем у чистопородных, на 6,6...15,6 %, или на 0,57...1,42 Ммоль/100 мл.
мл. Уровень аммонийного азота был выше при скармливании рациона В. Это тоже можно связать с увеличением протеолитической активности рубцовой микрофлоры и более интенсивным распадом растительных белков корма при получении с рационом ДФФ. Аналогичная тенденция отмечена в отношении амилолитической активности рубцовой микрофлоры. В группе гибридных ярок она повысилась на 8,5 %, или на 1,28 Е/мл, чистопородных романовских - на 5,7 %, или на 0,77 Е/мл.
Усиление микробных и ферментативных процессов в преджелудках животных при скармливании рациона В отразилось на переваривании питательных веществ (табл. 5). В группе гибридных ярок при его использовании наблюдали тенденцию к повышению переваримости сухого вещества на 1,3 %, органического вещества - на 1,6 %, сырого протеина - на 3,3 %, сырого жира - на 0,9 %, сырой клетчатки - на 1,5 % и БЭВ - на 0,7 %. Количество переваренного жира в группе животных 1-В было достоверно выше, по сравнению с группой 1-А (р <
Таблица 4. Динамика показателей рубцового метаболизма овец (M±m)
Группа Показатель и время взятия проб
ЛЖК в рубцовой жидкости, Ммоль/100 мл аммиак в рубцовой жидкости, мг% амилолити-ческая активность, е/мл
за 1 ч до кормления после кормления за 1 ч до кормления после кормления
I-A 8,90±0,96 9,20±0,65 6,8±0,1 13,5±1,3 15,12±1,21
II-A 8,29±0,23 8,61±0,88 6,8±0,1 11,9±0,6 13,43±0,92
I-B 9,20±0,30 10,53±4,67 8,7±0,5 15,3±0,6 16,40±0,30
II-B 8,63±0,42 9,11±0,78 7,5±0,3 13,6±1,6 14,20±0,65
Повышение содержания в рационах кальция и фосфора способствовало увеличению образования летучих жирных кислот в рубцовой жидкости в группе гибридных ярок на 3,4.14,5 %, или на 0,30. 1,33 Ммоль/100 мл, в группе чистопородных рома-
0,05). У чистопородных ярок романовской породы особых различий в коэффициентах переваримости при использовании разных рационов не наблюдали (см. табл. 5).
Скармливание рационов с различными уровнями
новских - на 4,1.5,8 %, или на 0,34.0,50 Ммоль/100 кальция и фосфора отразилось на использовании Таблица 5. Количество переваренных питательных веществ и их переваримость у овец (M±m)
Показатель Группа
I-А II-А I-В II-В
Сухое вещество, г 598,2±19,2 526,3±43,5 675,0±16,0 576,7±36,3
переваримость, % 69,6±1,0 67,7±0,9 70,9±0,3 67,5±1,8
Органическое вещество, г 568,0±19,8 500,4±42,3 642,6±15,1 551,0±33,6
переваримость, % 71,4±0,9 69,7±1,0 73,0±0,3 69,8±1,7
Сырой протеин, г 77,2±4,3 77,5±2,7 84,7±2,7 74,1±3,9
переваримость, % 66,2±1,0 64,1±0,5 69,9±0,6 65,5±0,9
Сырой жир, г 16,9±0,5 17,3±0,8 23,2±0,9** 18,5±1,4
переваримость,% 64,4±0,9 64,6±1,4 65,3±1,1 63,5±1,3
Сырая клетчатка, г 103,6±7,8 80,3±16,0 114,3±6,6 82,2±14,7
переваримость, % 59,4±0,6 55,8±2,1 61,9±0,5 57,2±2,6
БЭВ, г 370,0±12,6 325,2±23,0 420,0±8,0 374,2±20,1
переваримость, % 77,3±1,3 76,3±1,4 78,0±0,4 74,4±1,9
**р < 0,05 - уровень значимости различий между группами с одинаковыми генотипами при различных типах рациона (I-A и I-B; II-A и II-B).
в рационе возросли и коэффициенты использования (см. рисунок). В группе гибридных ярок при скармливании рациона А коэффициент использования кальция был на 22 % ниже, чем при потреблении рациона В, по фосфору разница между рационами в этой группе составила 17 %. У романовских овец разница по использованию кальция и фосфора между рационами А и В составила соответственно 22 и 18 %.
Выводы. Результаты проведенных исследований гибридных ярок показали, что повышение содержания кальция с 4,0 г до 5,1 г и фосфора с 2,8 г до 3,3 г в 1 кг сухого вещества в рационе сено-концентратного типа гибридных ярок способствует увеличению потребления питательных веществ по обменной энергии на 13,5 %, или на 1,2 МДж, по сухому веществу - на 10,7 %, или на 92,3 г, переваримости протеина - на 8,9 %, или на 6,9 г, что связано с усилением ферментативных и микробных процессов в преджелудках.
Литература.
1. Определение меди и селена в молоке овцематок межвидовых гибридов овец и архара второго и третьего поколения ева / A. A. Волнин, Ф. Д. Шералиев, С. Ю. Зайцев и др. // Ветеринария, зоотехния и биотехнология. 2017. № 11. С. 77-83.
2. Effect of introgression of Argali blood on growth and metabolic profiles of Romanov breed lambs / V. A. Bagirov, B. S. lolchiev, V. G. Dvalishvili, etc. // Book of Abstract of the 66th Annual Meeting of the European Federation of Animal Science (EAAP), Warsaw, Poland: Wageningen Academic Publishers, 2015. No. 21. Pp. 515.
3. A comparative study on the rumen microbial populations, hydrolytic enzyme activities and dry matter degradability between different species of ruminant / Yea Hwang Moon, Ji Un Ok, Shin Ja Lee, etc. //Animal Science Journal. 2010. Vol. 81. No. 6. Pp. 642-647. DOI: 10.1111/j.1740-0929.2010.00782.x.
4. Kuhlman H. L., Sulaiman Yu. Analysis of Heterosis Rate of Body Size and Body Weight in Different Hybrid Groups of Bashibai and Wild Argali Sheep //Xinjiang agricultural science. 2011. Vol. 10. Pp. 1901-1905.
5. Reference intervals for mineral concentrations in whole blood and serum of bighorn sheep (Ovis canadensis) in California / R. H. Poppenga, J. Ramsey, B. J. Gonzales, etc. // Journal of Veterinary Diagnostic Investigation. 2012. Vol. 24. No. 3. Pp. 531-538. DOI: 10.1177/1040638712441936.
6. Клиценко Г. Т. Минеральное питание сельскохозяйственных животных. Киев: «Урожай». 1975. 184 с.
7. Синещеков А. Д. Биология питания сельскохозяйственных животных. М.: «Колос», 1965. 399 с.
8. Quantitative aspects of phosphorus excretionin ruminants / D. Bravo, D. Sauvant, C. Bogaert, etc.// Reproduction Nutrition Development. 2003. Vol. 43 (3). Pp. 285-300. DOI: 10.1051/rnd:2003021.
9. Биологические параметры пищеварительных и обменных процессов межвидовых гибридов домашней овцы (Ovis aries) и архара (Ovis ammon polii) / Н. В. Боголюбова, В. Н. Романов, В. А. Девяткин и др. // Сельскохозяйственная биология. 2016. Т. 51. № 4. С. 500-508.
10. Боголюбова Н. В., Багиров В. А., Зиновьева Н. А. Процессы пищеварения у гибридных овец с прилитием крови архара (Ovis ammon) при разных уровнях клетчатки в рационе //Достижения науки и техники АПК. 2017. Т. 31. № 9. С. 64-67.
11. Овсянников А. И. Основы опытного дела в животноводстве. М.: Колос. 1976. 304 с.
12. Изучение пищеварения у жвачных: методические рекомендации / под ред. Н. В. Курилова. Боровск: ВНИИФБиП, 1987. 104 с.
13. Меркурьева Е. К. Биометрия в селекции и генетике сельскохозяйственных животных. М.: Колос, 1979. 424 с.
CHARACTERISTIC OF MINERAL METABOLISM IN HYBRID SHEEP OF ROMANOV BREED
WITH ARGALI (OVIS AMMON)
N. V. Bogolyubova, V. A. Bagirov, N. A. Zinovieva
Federal Scientific Center of Animal Husbandry - L. K. Ernst All-Russian Research Institute of Animal Husbandry, pos. Dubrovitsy, 60, Podol'skii r-n, Moskovskaya obl., 142132, Russian Federation
Abstract. A study comparing the digestive features of Romanov sheep (Ovis aries) and interspecific hybrids of Romanov sheep and argali (Ovis ammon) was performed at different levels of calcium and phosphorus in the diet. Gimmers at the age of 8-9 months with a live weight of 30±2 kg were operated with the imposition of fistula of the rumen according to Basov's method and distributed according to the genotype into 2 groups: I - hybrid gimmers F3 with 87.5% of blood of Romanov sheep and 12.5% of argali blood (n = 3); II - purebred Romanov gimmers (n = 3). Groups I-A and II-A received a diet of the hay-concentrate type with a content of calcium and phosphorus in the amount of 4.0 and 2.8 g per 1 kg of dry matter, respectively. Groups I-B and II-B received the same type of diet with the addition of defluorinated phosphate with a content of calcium and phosphorus in the amount of 5.1 and 3.3 g per 1 kg of dry matter, respectively. The animals from group I-B had a higher consumption of crude fat (by 9.4 g, or 36.0%) and nFe (by 60.8 g, or 12.7%), as well as an increased mass of microorganisms in the rumen (267 g/100 mL, or 31.5%) comparing to group I-A. Diet B contributed to the increased formation of volatile fatty acids in rumen fluid of hybrid gimmers by 3.4-14.5% (by 0.30-1.33 Mmol/100 mL), of purebred Romanov sheep - by 4.1-5.8% (by 0.34-0.50 Mmol/100 mL). The increase in amylolytic activity of the rumen microflora in hybrid young ewes was equal to 8.5% (by1.28 u/mL), in purebred Romanov young ewes - to 5.7% (+0.77 U/mL). The difference in the use of calcium and phosphorus between groups I-A and I-B was 22% and 17%, respectively, in favor of I-A, between II-A and II-B - 22 and 18%, respectively, in favor of II-A.
Keywords: ruminant animals; hybrid animals; mineral metabolism; fermentative processes; digestibility; Romanov sheep (Ovis aries); interspecies hybrids between Romanov sheep and Argali (Ovis ammon).
Author Details: N. V. Bogolyubova, Cand. Sc. (Biol.), head of division (e-mail: [email protected]); V. A. Bagirov, D. Sc. (Biol.), corresponding member of the RAS, head of laboratory; N. A. Zinovieva, D. Sc. (Biol.), member of the RAS, director. For citation: Bogolyubova N. V., Bagirov V. A., Zinovieva N. A. Characteristic of Mineral Metabolism in Hybrid Sheep of Romanov Breed with Argali (Ovisammon). Dostizheniya naukii tekhnikiAPK. 2018. Vol. 32. No. 7. Pp. 52-55 (in Russ.). DOI: 10.24411/02352451-2018-10712.
Рисунок. Использование минеральных веществ в организме подопытных животных: ось Х - усвоение минеральных веществ кормов рационов, %, осьY- группы животных (1-А и 1-В - гибридные ярки F3 с 12,5 % крови архара, 11-А и 11-В - чистопородные романовские ярки); А и В - изучаемые рационы питания: □ - Р; ■ - Са.
этих биогенных микроэлементов в организме подопытных животных. Так, при повышении их количества
